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Faist Neue Wege den Körperschall zu reduzieren

| Autor / Redakteur: Dr. Heike-Ursula Obst, Leiterin Simulation und Entdröhnung, Christoph Röttges, Leiter Vertrieb und Innovation Management / Claus-Peter Köth

Um die Emissionsgrenze von 95 Gramm pro Kilometer CO2 im Jahr 2020 zu erreichen, rücken bisher unangetastete Fahrzeugkomponenten in den Fokus – etwa Produkte, die den Körperschall dämpfen. Die traditionelle Vorgehensweise, Schwingungen in der Karosserie, durch die Applikation von möglichst viel Masse zu dämpfen, wird den Ansprüchen nicht mehr gerecht.

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Dämpfungsfolien – hier in Türen, Dach und Boden – mindern den Körperschall sehr wirkungsvoll und kommen inzwischen in allen Fahrzeugsegmenten zum Einsatz.
Dämpfungsfolien – hier in Türen, Dach und Boden – mindern den Körperschall sehr wirkungsvoll und kommen inzwischen in allen Fahrzeugsegmenten zum Einsatz.
(Faist)

Die Dämpfung von Körperschall gehört im Automobilbau seit je her zu den wesentlichen Maßnahmen in der Auslegung der Fahrzeugakustik. Noch bevor Dämmungen und Absorber als wirksame Maßnahmen zur Minderung von Luftschall Einzug in die Fahrzeuge hielten, wurden Dämpfungsfolien aus Bitumen appliziert, um durch Vibrationen verursachte Störgeräusche zu reduzieren. Primäre Quellen für Körperschall sind Motor und Antriebsstrang sowie die Paarung Straße/Reifen/Fahrwerk als Übertragungswege von Schwingungen in die Karosserie. Die Anregung über den Fahrtwind bei höheren Geschwindigkeiten sowie Störquellen, wie Regenprasseln auf den planen Dachflächen, spielen ebenfalls eine Rolle in der Gestaltung von Akustikkonzepten.

Akustikkomfort kein Privileg der Oberklasse

Akustikkomfort ist heute nicht mehr nur ein Privileg der Oberklasse, sondern hat auch in den unteren Fahrzeugsegmenten an Bedeutung zugenommen. Dämpfungsfolien mindern den Körperschall sehr wirkungsvoll und kommen inzwischen in allen Fahrzeugsegmenten zum Einsatz. Insbesondere moderne Mehrschicht-Foliensysteme sind den heute teilweise verwendeten SBM-Systemen (Spritzbare Massen) aufgrund ihres Aufbaus und ihrer werkstofflichen Beschaffenheit deutlich überlegen.

Neue Herausforderungen für die passive Akustikauslegung entstehen durch die kontinuierlichen Bemühungen der OEMs das Fahrzeuggewicht zu reduzieren und den Kraftstoffverbrauch zu senken. Diese Maßnahmen stehen teilweise im Zielkonflikt mit den wachsenden Ansprüchen an Fahrdynamik, Fahrkomfort und Akustikkomfort. Wollen die OEMs die vom Gesetzgeber für 2020 festgelegte Emissionsgrenze von 95 g/km CO2 erreichen, müssen sie auch bisher unangetastete Fahrzeugkomponenten in den Fokus rücken, um empfindliche Strafzölle zu vermeiden. Auf die Konzeptionierung der Körperschalldämpfung, zur Reduzierung von Einflüssen aus den primären Quellen, hat dies weitreichende Auswirkungen.

  • Die Blechstärken im Karosseriebau lassen sich durch hochfeste Stähle auf kleiner 0,8 Millimeter reduzieren, was die Entstehung von Körperschall begünstigt.
  • Der Materialmix im Karosseriebau, durch den Einsatz von Stahl, Aluminium und faserverstärkten Kunststoffen, nimmt zu und erfordert gezielte Dämpfungsmaßnahmen.
  • Die Run-Flat-Tyre-Bereifung begünstigt die Übertragung von Fahrbahnunebenheiten über das Fahrwerk in die Karosserie, also die Anregung der Karosseriestruktur.
  • Das Downsizing bei den Antriebsaggregaten führt verstärkt zum Einsatz von aufgeladenen Vier- und Drei-Zylinder-Motoren. Diese haben ein weniger ausgewogenes Schwingungs- und Vibrationsverhalten und beeinflussen den Eintrag in die Karosseriestruktur daher ungünstig. Der Einsatz von laufruhigen Sechs- und Acht-Zylinder-Aggregaten geht zurück.
  • Die Elektrifizierung im Antrieb – in allen Ausbaustufen vom Teilhybrid bis hin zum ausschließlichen Elektromotor – stellt bisher weitgehend unerforschte Einflussgrößen dar.

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